Luận án tiến sĩ hus nghiên cứu đa dạng sinh học động vật không xương sống cỡ lớn ở hệ thống suối tại vườn quốc gia xuân sơn tỉnh phú thọ

Luận án tiến sĩ nghiên cứu hus nghiên cứu đa dạng sinh học động vật không xương sống cỡ lớn ở hệ thống suối tại vườn quốc gia, phân tích chuyên sâu, xây dựng mô hình lý thuyết, đề

• Tác giả: Nguyễn Thanh Sơn
• Người hướng dẫn: Pgs. Nguyễn Văn Vịnh
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Thủy sinh vật học
• Đề tài: Nghiên cứu đa dạng sinh học động vật không xương sống cỡ lớn ở hệ thống suối tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐVKXS CỠ LỚN NƯỚC NGỌT TRÊN THẾ GIỚI
• 1.1.1. Nghiên cứu về đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn
• 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐVKXS CỠ LỚN NƯỚC NGỌT Ở VIỆT NAM
• 1.2.1. Nghiên cứu về đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn
• 1.2.2. Nghiên cứu về phân bố của ĐVKXS cỡ lớn
• 1.2.3. Nghiên cứu sử dụng ĐVKXS cỡ lớn làm SVCT đánh giá chất lượng nước
• 1.3. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG SINH HỌC Ở VQG XUÂN SƠN
• 1.3.1. Điều kiện tự nhiên
• 1.3.1.1. Vị trí địa lý
• 1.3.1.2. Địa hình, địa chất
• 1.3.1.3. Khí hậu, thủy văn
• 1.3.2. Điều kiện kinh tế, xã hội
• 1.3.2.1. Dân số, dân tộc
• 1.3.2.2. Tình hình phát triển kinh tế, xã hội
• 1.3.3. Tình hình nghiên cứu đa dạng sinh học
• 1.4. THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.4.1. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU
• 1.4.1.1. Thời gian nghiên cứu
• 1.4.1.2. Địa điểm nghiên cứu
• 1.4.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.4.2.1. Phương pháp kế thừa
• 1.4.2.2. Phương pháp nghiên cứu ngoài tự nhiên
• 1.4.2.3. Phương pháp xác định một số chỉ tiêu thủy lý, hóa học của nước
• 1.4.2.4. Phương pháp quan sát, mô tả đặc điểm sinh cảnh các điểm thu mẫu
• 1.4.2.5. Phương pháp thu thập vật mẫu
• 1.4.2.6. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm
• 1.4.2.7. Phương pháp đánh giá chất lượng nước bằng sinh vật chỉ thị là ĐVKXS cỡ lớn
• 1.4.2.8. Phương pháp phân tích số liệu
• 1.4.2.8.1. Tính và so sánh các giá trị trung bình
• 1.4.2.8.2. Tính chỉ số đa dạng sinh học Shannon-Wiener (H’)
• 1.4.2.8.3. Phân tích tính tương đồng Bray-Curtis
• 1.4.2.8.4. Phân tích BEST (Biota and/or Environment matching)
• 1.4.2.8.5. Phân tích ANOSIM (Analysis of Similarity)
• 1.5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 1.5.1. ĐẶC ĐIỂM SINH CẢNH VÀ MỘT SỐ CHỈ TIÊU THỦY LÝ, HÓA HỌC CỦA NƯỚC TẠI CÁC ĐIỂM THU MẪU
• 1.5.1.1. Đặc điểm sinh cảnh các điểm thu mẫu
• 1.5.1.2. Một số chỉ tiêu thủy lý, hóa học của nước
• 1.5.2. ĐA DẠNG SINH HỌC ĐVKXS CỠ LỚN Ở KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.5.2.1. Thành phần loài
• 1.5.2.2. Cấu trúc thành phần loài
• 1.5.2.3. Đa dạng loài các nhóm ĐVKXS cỡ lớn
• 1.5.2.3.1. Đa dạng loài ngành Thân mềm (Mollusca)
• 1.5.2.3.2. Đa dạng loài ngành Chân khớp (Arthropoda)
• 1.5.2.3.3. Đa dạng loài ngành Giun đốt (Annelida)
• 1.5.3. ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ CỦA ĐVKXS CỠ LỚN Ở KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.5.3.1. Đặc điểm phân bố theo mùa
• 1.5.3.2. Đặc điểm phân bố theo sinh cảnh
• 1.5.3.3. Chỉ số đa dạng sinh học Shannon - Wiener (H’) của ĐVKXS cỡ lớn ở khu vực nghiên cứu
• 1.5.3.4. Mức độ tương đồng về thành phần loài của ĐVKXS cỡ lớn giữa các điểm thu mẫu
• 1.5.3.5. Phân tích mối tương quan giữa ĐVKXS cỡ lớn với các yếu tố môi trường
• 1.5.3.5.1. Phân tích BEST (Biota and/or Environment matching)
• 1.5.3.5.2. Phân tích ANOSIM (Analysis of Similarity)
• 1.5.4. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC Ở KHU VỰC NGHIÊN CỨU BẰNG SVCT LÀ ĐVKXS CỠ LỚN
• 1.5.5. ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP BẢO TỒN ĐA DẠNG SINH HỌC ĐVKXS CỠ LỚN Ở NƯỚC TẠI KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.5.5.1. Một số nguyên nhân ảnh hưởng đến môi trường, sinh thái các thủy vực
• 1.5.5.2. Ảnh hưởng do hoạt động sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của người dân địa phương
• 1.5.5.3. Ảnh hưởng do xây dựng cơ sở hạ tầng
• 1.5.5.4. Ảnh hưởng do hoạt động du lịch
• 1.5.5.5. Đề xuất một số giải pháp nhằm bảo vệ tài nguyên và môi trường, bảo tồn đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn ở nước
• 1.5.5.5.1. Tăng cường công tác tuyên truyền giáo dục, nâng cao nhận thức về bảo vệ tài nguyên và môi trường
• 1.5.5.5.2. Tăng cường công tác quản lý bảo vệ rừng, bảo vệ đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn ở nước
• 1.5.5.5.3. Phát triển du lịch sinh thái theo định hướng phát triển bền vững
• 2. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu đa dạng sinh học động vật không xương sống cỡ lớn tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn

Nghiên cứu đa dạng sinh học động vật không xương sống cỡ lớn tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn, Phú Thọ, là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực sinh thái học. Động vật không xương sống cỡ lớn đóng vai trò thiết yếu trong các hệ sinh thái nước ngọt, góp phần duy trì cân bằng sinh thái và chất lượng môi trường. Vườn Quốc gia Xuân Sơn với hệ sinh thái phong phú, đa dạng, là nơi lý tưởng để nghiên cứu và bảo tồn các loài động vật này. Nghiên cứu này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về sự đa dạng sinh học mà còn cung cấp thông tin cần thiết cho công tác bảo tồn và phát triển bền vững.

1.1. Động vật không xương sống cỡ lớn và vai trò của chúng trong hệ sinh thái

Động vật không xương sống cỡ lớn, bao gồm các nhóm như côn trùng, giáp xác, và thân mềm, có vai trò quan trọng trong chu trình dinh dưỡng và chuyển hóa năng lượng trong hệ sinh thái nước ngọt. Chúng là nguồn thức ăn cho nhiều loài động vật khác và tham gia vào quá trình phân hủy chất hữu cơ, giúp duy trì sự cân bằng sinh thái.

1.2. Tình hình nghiên cứu đa dạng sinh học tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn

Vườn Quốc gia Xuân Sơn đã được nghiên cứu về đa dạng sinh học từ nhiều năm qua, nhưng chủ yếu tập trung vào thực vật và động vật có xương sống. Đến nay, chưa có nhiều nghiên cứu chuyên sâu về động vật không xương sống cỡ lớn, điều này tạo ra một khoảng trống trong hiểu biết về hệ sinh thái nơi đây.

II. Những thách thức trong nghiên cứu đa dạng sinh học động vật không xương sống cỡ lớn

Mặc dù Vườn Quốc gia Xuân Sơn có tiềm năng lớn về đa dạng sinh học, nhưng nghiên cứu về động vật không xương sống cỡ lớn vẫn gặp nhiều thách thức. Các yếu tố như ô nhiễm môi trường, biến đổi khí hậu, và hoạt động khai thác tài nguyên tự nhiên đang đe dọa đến sự tồn tại của các loài động vật này. Việc thiếu thông tin và dữ liệu về tình trạng hiện tại của chúng cũng là một trở ngại lớn trong công tác bảo tồn.

2.1. Ảnh hưởng của ô nhiễm môi trường đến động vật không xương sống

Ô nhiễm nguồn nước do hoạt động nông nghiệp và công nghiệp đã làm giảm chất lượng môi trường sống của động vật không xương sống cỡ lớn. Nhiều loài có thể bị suy giảm số lượng hoặc thậm chí tuyệt chủng do không thể thích nghi với điều kiện sống thay đổi.

2.2. Biến đổi khí hậu và tác động đến hệ sinh thái nước ngọt

Biến đổi khí hậu gây ra những thay đổi về nhiệt độ và lượng mưa, ảnh hưởng đến các hệ sinh thái nước ngọt. Những thay đổi này có thể làm thay đổi cấu trúc quần xã động vật không xương sống, dẫn đến sự suy giảm đa dạng sinh học.

III. Phương pháp nghiên cứu đa dạng sinh học động vật không xương sống cỡ lớn

Để nghiên cứu đa dạng sinh học động vật không xương sống cỡ lớn tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn, các phương pháp nghiên cứu hiện đại đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm khảo sát thực địa, thu thập mẫu, và phân tích dữ liệu sinh học. Việc sử dụng các chỉ số sinh học như chỉ số Shannon-Wiener giúp đánh giá mức độ đa dạng sinh học một cách chính xác.

3.1. Khảo sát thực địa và thu thập mẫu

Khảo sát thực địa được thực hiện tại các điểm thu mẫu khác nhau trong Vườn Quốc gia Xuân Sơn. Mẫu vật được thu thập bằng các phương pháp như lưới và bẫy, đảm bảo tính đại diện cho quần thể động vật không xương sống cỡ lớn.

3.2. Phân tích dữ liệu và đánh giá chất lượng nước

Dữ liệu thu thập được phân tích bằng các phương pháp thống kê hiện đại. Chỉ số đa dạng sinh học Shannon-Wiener được sử dụng để đánh giá mức độ đa dạng của các loài động vật không xương sống cỡ lớn, từ đó đưa ra những nhận định về chất lượng nước và tình trạng sinh thái của khu vực.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng Vườn Quốc gia Xuân Sơn có sự đa dạng sinh học động vật không xương sống cỡ lớn phong phú. Nghiên cứu đã ghi nhận được nhiều loài mới và cung cấp thông tin quan trọng về cấu trúc quần xã và đặc điểm phân bố của chúng. Những kết quả này không chỉ có giá trị khoa học mà còn có thể được ứng dụng trong công tác bảo tồn và phát triển bền vững.

4.1. Đánh giá đa dạng sinh học động vật không xương sống cỡ lớn

Nghiên cứu đã xác định được 261 loài động vật không xương sống cỡ lớn, trong đó có nhiều loài mới cho khoa học. Điều này cho thấy sự phong phú và đa dạng của hệ sinh thái tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn.

4.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu trong bảo tồn

Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để xây dựng các chương trình bảo tồn và quản lý tài nguyên thiên nhiên tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn. Việc bảo tồn đa dạng sinh học động vật không xương sống cỡ lớn sẽ góp phần duy trì sự cân bằng sinh thái và chất lượng môi trường.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu đa dạng sinh học động vật không xương sống cỡ lớn tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn đã mở ra nhiều hướng đi mới cho các nghiên cứu sinh thái học tại Việt Nam. Những kết quả đạt được không chỉ có giá trị trong việc hiểu biết về hệ sinh thái mà còn góp phần vào công tác bảo tồn và phát triển bền vững. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và theo dõi tình trạng của các loài động vật này để có những biện pháp bảo vệ hiệu quả hơn.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu đa dạng sinh học

Nghiên cứu đa dạng sinh học không chỉ giúp hiểu rõ hơn về các loài động vật mà còn cung cấp thông tin cần thiết cho việc quản lý và bảo tồn tài nguyên thiên nhiên. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu và ô nhiễm môi trường.

5.2. Định hướng nghiên cứu trong tương lai

Trong tương lai, cần có các nghiên cứu sâu hơn về động vật không xương sống cỡ lớn tại các khu vực khác nhau trong Vườn Quốc gia Xuân Sơn. Việc áp dụng công nghệ mới và phương pháp nghiên cứu hiện đại sẽ giúp nâng cao chất lượng và độ tin cậy của các kết quả nghiên cứu.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ sinh học với đề tài "Nghiên cứu đa dạng sinh học Động vật không xương sống cỡ lớn ở hệ thống suối tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ" do nghiên cứu sinh Nguyễn Thanh Sơn thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Nguyễn Văn Vịnh. Công trình được bảo vệ năm 2019 tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, chuyên ngành Thủy sinh vật học (mã số 62420108).

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Động vật không xương sống (ĐVKXS) nước ngọt, đặc biệt là nhóm ĐVKXS cỡ lớn (kích thước mắt lưới từ 500 μm trở lên), giữ vai trò then chốt trong chu trình chuyển hóa vật chất, dòng năng lượng và mạng lưới thức ăn của các thủy vực. Nhóm sinh vật này còn là sinh vật chỉ thị (SVCT) hiệu quả để quan trắc và đánh giá chất lượng môi trường nước. Tại Việt Nam, nhiều hệ thống suối đang đứng trước sức ép từ khai thác tài nguyên, ô nhiễm và biến đổi khí hậu. Vườn Quốc gia (VQG) Xuân Sơn (tỉnh Phú Thọ) là khu vực có cảnh quan rừng kín thường xanh trên núi đá vôi với độ đa dạng sinh học cao. Từ năm 1990 đến trước năm 2012, các cơ quan nghiên cứu chỉ mới tập trung khảo sát hệ thực vật trên cạn, động vật có xương sống và một số nhóm côn trùng trên cạn. Cho đến năm 2012, chưa có bất kỳ công trình nào điều tra, đánh giá toàn diện về khu hệ ĐVKXS ở nước tại các hệ thống suối của VQG Xuân Sơn. Luận án được thực hiện nhằm giải quyết khoảng trống dữ liệu này.

Mục tiêu nghiên cứu

Luận án xác định ba mục đích cụ thể:

1. Xác định thành phần loài, cấu trúc quần xã ĐVKXS cỡ lớn ở hệ thống suối của VQG Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ và đặc điểm phân bố của chúng theo mùa và theo các dạng sinh cảnh.
2. Đánh giá mức độ đa dạng sinh học của ĐVKXS cỡ lớn và mối liên quan của chúng với một số yếu tố môi trường nước.
3. Đánh giá chất lượng nước ở hệ thống suối của VQG Xuân Sơn và đề xuất một số giải pháp bảo tồn đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn ở nước tại khu vực nghiên cứu.

Năm nội dung nghiên cứu tương ứng gồm:

1. Nghiên cứu hiện trạng đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn ở hệ thống suối của VQG Xuân Sơn.
2. Nghiên cứu đặc điểm phân bố của ĐVKXS cỡ lớn theo mùa và theo các dạng sinh cảnh.
3. Nghiên cứu mối liên quan giữa ĐVKXS cỡ lớn ở nước với một số yếu tố môi trường nước và theo các dạng sinh cảnh khác nhau.
4. Đánh giá chất lượng nước tại các thủy vực nghiên cứu bằng SVCT là ĐVKXS cỡ lớn.
5. Đề xuất các giải pháp bảo tồn và phát triển đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn ở nước tại khu vực nghiên cứu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Các nhóm ĐVKXS cỡ lớn bao gồm Thân mềm (Mollusca), Giáp xác lớn (Crustacea), Côn trùng (Insecta) và Giun đốt (Annelida) sống ở hệ thống suối tại VQG Xuân Sơn.
• Phạm vi không gian: Khảo sát thực địa và thu thập vật mẫu tại 19 điểm thu mẫu (TS1 đến TS19) thuộc 7 hệ thống suối trong VQG Xuân Sơn gồm suối Xoan, suối Tân Ong, suối Hạ Bằng, suối Chiềng, suối Lấp, suối Thân và suối Cỏi.
• Phạm vi thời gian: Luận án thực hiện trong giai đoạn 2013-2018; công tác khảo sát thực địa và thu thập mẫu vật diễn ra từ tháng 3/2013 đến tháng 3/2016 qua 6 đợt thu mẫu (chia đều cho 3 đợt mùa khô và 3 đợt mùa mưa).

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trên thế giới

1. Đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn: Các công trình phân loại côn trùng nước của McCafferty (1983) đã xây dựng khóa định loại đến họ cho 10 bộ với 139 họ ở Bắc Mỹ; Merritt và Cummins (1996) phân loại đến giống các nhóm Trichoptera, Diptera, Collembola, Orthoptera; Morse và cộng sự (1994) xây dựng khóa định loại côn trùng nước đến giống ở Trung Quốc. Về Thân mềm có Brandt (1974) ghi nhận 283 loài Gastropoda và 97 loài Bivalvia ở Thái Lan; Panha và Burch (2004) tại Malaysia; Bogan (2008) xác định ít nhất 19 họ Bivalvia nước ngọt toàn cầu. Về Giáp xác có Yeo và Naiyanetr (1999), Yeo và cộng sự (2000, 2004, 2007), Hanamura và cộng sự (2011), Nguyen Van Xuan (2012). Dự án FADA (Balian và cộng sự, 2008) ghi nhận 125.531 loài động vật nước ngọt, kèm theo các chuyên khảo của Yeo và cộng sự (2008), De Grave và cộng sự (2008), De Moor và Ivanov (2008), Wagner và cộng sự (2008), Kalkman và cộng sự (2008), Barber-James và cộng sự (2008), Polhemus và Polhemus (2008). Các khóa định loại của Ủy ban sông Mê Kông (2003, 2007) và tài liệu của Sangpradub và Boonsoong (2006).
2. Nghiên cứu phân bố và quan hệ môi trường: Voigts (1976), Vannote và cộng sự (1980), Ward và Stanford (1983) về biến đổi dọc theo suối; Cole và Weigmann (1983) về trầm tích đáy; Grapentine và Rosenberg (1992), Jackson và Harvey (1993) về pH; Guerold và cộng sự (2000) về axit hóa suối; Braak và Verdonschot (1995), Lonergan và Rasmussen (1996), Hunt và Stanley (2003), Paukert và Willis (2003) ứng dụng phân tích tương quan chuẩn (CCA).
3. Sử dụng ĐVKXS làm SVCT: Khởi nguồn từ Kolkwitz và Marsson (1908, 1909), Forbes (1877), De Pawn (1988), De Pawn và Hawkes (1993); sự hình thành hệ thống điểm số BMWP tại Anh (1976), điểm số ASPT, chỉ số BBI (Bỉ), EBI (Ý), cùng các nghiên cứu ứng dụng của Nguyen Xuan Quynh và cộng sự (2004), Morse và cộng sự (2007).

Các hướng nghiên cứu ở Việt Nam

1. Phân loại và đa dạng: Giai đoạn trước năm 1945 tập trung vào điều tra cơ bản của các tác giả người Pháp và nước ngoài như Crosse và Fisher (1863), Fisher (1891), Fisher và Dautzenberg (1905, 1908), Morlet (1891), Bavay và Dautzenberg (1900-1901), Rolle (1904), Hass (1910-1929), Prashad (1928), Rathbun (1902-1906), Bouvier (1904-1925). Giai đoạn sau 1945 đến nay phát triển mạnh với công trình "Định loại Động vật không xương sống nước ngọt Bắc Việt Nam" của Đặng Ngọc Thanh, Thái Trần Bái, Phạm Văn Miên (1980); Động vật chí Việt Nam tập 5 của Đặng Ngọc Thanh và Hồ Thanh Hải (2001); các công trình của Cai và cộng sự (1999), Đặng Ngọc Thanh và Hồ Thanh Hải (2002), Nguyen Van Vinh (2003), Nguyen và Bae (2003, 2005, 2006), Nguyễn Xuân Quýnh và cộng sự (2004 tại Phong Nha - Kẻ Bàng), Hồ Thanh Hải và Đặng Ngọc Thanh (2005 tại ĐBSCL), Hoang Duc Huy (2005 về Trichoptera), Tran Anh Duc (2008 về Gerridae), Cao Thi Kim Thu (2008 về Perlidae), Cao và cộng sự (2008 tại Bạch Mã), Jung và cộng sự (2008 tại Sa Pa), Hoàng Ngọc Khắc (2010), Nguyễn Quang Huy (2010), Papáček và Zettel (2003), Zettel và Tran (2006), Tran và cộng sự (2010, 2015), Naruse và cộng sự (2011), Nguyen và cộng sự (2012 tại Ba Vì; 2012 tại Bidoup - Núi Bà; 2014 tại Bắc Kạn, Lai Châu, Nghệ An; 2014 tại Pù Luông; 2016 tại Cao Bằng), Lê Hùng Anh và cộng sự (2013 tại Tây Nguyên), Ngô Xuân Nam (2014 tại Vĩnh Cửu), Tran và Nguyen (2016a, b), Nguyen và Nguyen (2017), Tran và Polhemus (2017).
2. Nghiên cứu phân bố: Đặng Ngọc Thanh (1980) tổng kết quy luật phân bố khu hệ ĐVKXS nước ngọt miền Bắc; Đặng Ngọc Thanh và Hồ Thanh Hải (2001, 2002); Nguyễn Xuân Quýnh và cộng sự (2005, 2010); Ngô Xuân Nam (2014); Nguyễn Văn Hiếu (2016 tại VQG Hoàng Liên).
3. Ứng dụng SVCT: Nguyễn Xuân Quýnh (1995), Chương trình phối hợp tài trợ bởi Quỹ Darwin (1997-1999); Nguyễn Xuân Quýnh và cộng sự (2001, 2004) thiết lập quy trình lấy mẫu và hệ thống tính điểm BMWPVIET; Lê Thu Hà (2003); Nguyễn Vũ Thanh và Tạ Huy Thịnh (2005 tại sông Cầu); Nguyen Xuan Quynh và cộng sự (2005 tại hồ Biên Hùng); Hoàng Đình Trung và cộng sự (2011 tại sông Hương); Tran và cộng sự (2012 tại VQG Ba Vì); Nguyen và cộng sự (2014 tại Bắc Kạn).

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Mặc dù các nghiên cứu thủy sinh học đã mở rộng ở nhiều khu bảo tồn và lưu vực sông tại Việt Nam, hệ thống suối tại VQG Xuân Sơn vẫn chưa từng có dữ liệu điều tra bài bản về ĐVKXS cỡ lớn. Luận án giải quyết trực tiếp khoảng trống này thông qua việc kiểm kê thành phần loài, phân tích cấu trúc quần xã, đánh giá quan hệ môi trường và áp dụng chỉ thị sinh học để thẩm định chất lượng nước suối tại đây.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

• Khái niệm ĐVKXS cỡ lớn nước ngọt: Động vật không có xương sống kích thước lớn, mắt lưới thu thập từ 500 μm trở lên, quan sát được bằng mắt thường, gồm Côn trùng, Giáp xác, Thân mềm, Giun đốt sống đáy hoặc bám (Hauer & Resh, 2007).
• Lý thuyết chỉ thị sinh học và hệ thống Saprobic: Sử dụng phản ứng của các taxon mẫn cảm hoặc chống chịu với chất hữu cơ và oxy hòa tan để xác định mức độ ô nhiễm (Kolkwitz & Marsson 1908, 1909; Forbes 1877). Áp dụng hệ thống điểm số BMWPVIET và chỉ số trung bình cho các đơn vị phân loại (ASPT - Average Score Per Taxon) phù hợp với điều kiện Việt Nam (Nguyễn Xuân Quýnh và cộng sự, 2004).

Phương pháp nghiên cứu ngoài tự nhiên

• Đo đạc chỉ tiêu thủy lý, hóa học: Đo trực tiếp tại hiện trường nhiệt độ nước, pH, độ dẫn điện bằng máy đo đa chỉ tiêu Handylab pH/LF12 (Schott - CHLB Đức); nồng độ oxy hòa tan (DO) đo bằng máy WQC-22A (TOA - Nhật Bản). Tọa độ địa lý và độ cao xác định bằng máy định vị GPS SP24XC (MLR - Pháp).
• Thu mẫu định tính: Tiến hành dọc theo chiều dài suối 50 m trong 60 phút bằng vợt tay (Hand net) và vợt ao (Pond net). Sử dụng kỹ thuật đạp nước (kick sampling) trong 3 phút ngược dòng tại nền sỏi cát; nhặt bắt mẫu bám trên đá, thân cây ngập nước; xúc đãi bùn đất; sục vợt ở cây bụi thủy sinh ven bờ và quét nhanh trên mặt nước đối với côn trùng mặt nước.
• Thu mẫu định lượng: Dùng lưới Surber (khung kim loại kích thước 50 x 50 cm, diện tích 0,25 m², mắt lưới 0,2 mm). Thu tại ven bờ, giữa dòng, nơi nước chảy và nước tĩnh; mỗi điểm thu tối đa 4 mẫu định lượng. Mẫu sau khi ray đãi sạch tạp chất được định hình bằng Ethanol 90% tại thực địa, dán etiket ghi rõ thông tin. Khoảng 69 mẫu định lượng đã được thu thập và xử lý.

Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm

Mẫu vật chuyển sang bảo quản trong Ethanol 70%. Phân tích hình thái dưới kính hiển vi Zeiss Primo Star (độ phóng đại 4-100 lần) và kính lúp soi nổi Zeiss Stemi 2000 (độ phóng đại 8-64 lần). Định loại dựa vào hệ thống tài liệu chuyên khảo trong và ngoài nước: Đặng Ngọc Thanh và cộng sự (1980, 2001, 2002, 2004, 2012), Brandt (1974), McCafferty (1983), Morse và cộng sự (1994), Sangpradub và Boonsoong (2006), Nguyen Van Vinh (2003), Tran Anh Duc (2008), cùng các bài báo phân loại chuyên ngành. Số lượng cá thể ở mẫu định lượng được đếm trực tiếp, sau đó nhân với hệ số 4 để quy đổi ra mật độ cá thể/m².

Phương pháp đánh giá chất lượng nước

Đánh giá chất lượng nước bằng SVCT thông qua hệ thống tính điểm BMWPVIET. Điểm BMWP tổng số bằng tổng điểm của các họ có mặt. Điểm ASPT bằng tổng điểm BMWP chia cho số họ tham gia tính điểm.

Chỉ số sinh học (ASPT)	Mức độ ô nhiễm
Điểm 0	Nước cực kỳ bẩn (không có ĐVKXS)
Điểm 1 - 2,9	Nước rất bẩn (Polysaprobe)
Điểm 3 - 4,9	Nước bẩn vừa (α-Mesosaprobe) hay khá bẩn
Điểm 5 - 5,9	Nước bẩn vừa (β-Mesosaprobe)
Điểm 6 - 7,9	Nước bẩn ít (Oligosaprobe) hay tương đối sạch
Điểm 8 - 10	Nước sạch

Phương pháp xử lý số liệu

Xử lý dữ liệu bằng phần mềm Microsoft Excel 2010 (with Analysis Toolpak) và Primer v.6 (hãng Primer-E Ltd, UK):

• Tính trung bình cộng ($\bar{X}$), phương sai mẫu ($\sigma^2$), độ lệch chuẩn ($SD$).
• Tính chỉ số đa dạng sinh học Shannon-Wiener ($H'$).
• Phân tích độ tương đồng thành phần loài bằng hệ số tương đồng Bray-Curtis, biểu diễn qua sơ đồ nhánh (dendrogram) và sơ đồ không gian hai chiều MDS (Multi-Dimensional Scaling).
• Phân tích tương quan giữa quần xã sinh vật và các biến môi trường bằng BEST (Biota and/or Environment matching) và kiểm định ANOSIM (Analysis of Similarity).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan tài liệu

Chương này gồm 3 phân mục lớn:

1. Tình hình nghiên cứu ĐVKXS cỡ lớn nước ngọt trên thế giới: Hệ thống hóa các kết quả nghiên cứu về phân loại học, đa dạng sinh học, đặc điểm phân bố không gian theo độ dốc dòng suối, cấu trúc cơ chất trầm tích, sự thay đổi theo độ chua pH và các mô hình sinh thái (CCA). Tổng thuật lịch sử sử dụng chỉ thị sinh học và hệ thống tính điểm BMWP, ASPT, BBI, EBI.
2. Tình hình nghiên cứu ĐVKXS cỡ lớn nước ngọt ở Việt Nam: Trình bày chi tiết hai giai đoạn lịch sử trước 1945 và từ sau 1945 đến nay. Phân tích các nghiên cứu về Giáp xác, Thân mềm, các bộ Côn trùng nước (Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera, Hemiptera, Odonata, Coleoptera, Diptera), đặc điểm phân bố suối miền Bắc theo Đặng Ngọc Thanh (1980), cùng quá trình chuẩn hóa hệ thống đánh giá chất lượng nước BMWPVIET tại Việt Nam.
3. Khái quát về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội và tình hình nghiên cứu đa dạng sinh học ở VQG Xuân Sơn:
   • Tự nhiên: VQG Xuân Sơn thuộc huyện Tân Sơn, tỉnh Phú Thọ; tọa độ từ 21°03’ đến 21°12’ vĩ độ Bắc và từ 104°51’ đến 105°01’ kinh độ Đông; giáp Hòa Bình và Sơn La. Diện tích vùng lõi là 15.048 ha (phân khu bảo vệ nghiêm ngặt 9.099 ha, phục hồi sinh thái 5.737 ha, dịch vụ hành chính 212 ha), vùng đệm 18.639 ha. Nằm ở cuối dãy Hoàng Liên Sơn, lưu vực sông Bứa, độ cao trung bình 600-700 m với 4 kiểu địa hình chính (núi trung bình >700 m, núi thấp 300-700 m, đồi <300 m, thung lũng/bồn địa). 4 nhóm đất chính: FeH (700-1386 m), Fe (<700 m), R (núi đá vôi), DL (dốc tụ phù sa). Khí hậu nhiệt đới gió mùa: mùa mưa tháng 4-10 (chiếm 90% lượng mưa, cao nhất tháng 8-9), mùa khô tháng 11 đến tháng 3 năm sau; nhiệt độ trung bình năm 22,5°C. Mạng lưới suối gồm suối Thân, suối Thang (suối Lấp), suối Cỏi, suối Chiềng đổ ra sông Vèo và sông Dày, hợp lưu tại Minh Đài trước khi đổ vào sông Hồng.
   • Kinh tế - xã hội: Gồm 29 thôn thuộc 6 xã. Dân số năm 2012 có 12.559 người (2.908 hộ), vùng lõi có 2.984 người (794 hộ); năm 2017 vùng lõi tăng lên 3.425 người (753 hộ). Cơ cấu dân tộc gồm người Mường (79,9%), người Dao (18,7%), người Kinh (1,4%). Thu nhập bình quân 7,9 triệu đồng/người/năm, tỷ lệ hộ nghèo 35,9%. Hoạt động canh tác chủ yếu là lúa nước một vụ, hoa màu trên đất dốc, chăn thả gia súc tự do và du lịch sinh thái mới ở bước đầu tại xóm Dù.
   • Lịch sử nghiên cứu ĐDSH: Điểm lại các đợt kiểm kê động thực vật cạn từ 1990-2008 của Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, ĐH Sư phạm Hà Nội, Chi cục Kiểm lâm ghi nhận 1.217 loài thực vật bậc cao, 76 loài thú, 182 loài chim, 44 loài bò sát, 27 loài ếch nhái, 551 loài côn trùng cạn; khẳng định chưa có nghiên cứu nào về ĐVKXS nước ngọt trước năm 2012.

Chương 2. Thời gian, địa điểm và phương pháp nghiên cứu

Chương này mô tả chi tiết kế hoạch thực nghiệm, phân bố điểm thu mẫu và các kỹ thuật thu thập, xử lý mẫu vật:

1. Thời gian nghiên cứu: Thực hiện trong 6 đợt khảo sát thực địa từ 2013 đến 2016, mỗi đợt kéo dài 5-6 ngày.

Đợt thu mẫu	Thời gian	Mùa
Đợt 1	Từ 21/3 đến 25/3/2013	Mùa khô
Đợt 2	Từ 25/8 đến 30/8/2013	Mùa mưa
Đợt 3	Từ 23/8 đến 28/8/2014	Mùa mưa
Đợt 4	Từ 21/3 đến 26/3/2015	Mùa khô
Đợt 5	Từ 20/8 đến 25/8/2015	Mùa mưa
Đợt 6	Từ 19/3 đến 24/3/2016	Mùa khô

2. Địa điểm nghiên cứu: 19 điểm thu mẫu (TS1 đến TS19) đại diện cho các sinh cảnh suối:
   • Suối Xoan: TS1 (gần xóm Lạng), TS2 (chảy qua đường gần xóm Lạng), TS7 (gần ngã ba giao suối Hạ Bằng), TS9 (khu vực xóm Xoan).
   • Suối Tân Ong: TS3 (chân thác Chín Tầng), TS4 (cách thác 2 km), TS5 (cách thác 4 km).
   • Suối Hạ Bằng: TS6 (gần ngã ba giao suối Xoan), TS10 (khu vực xóm Hạ Bằng).
   • Suối Chiềng: TS8 (gần trạm Kiểm lâm).
   • Suối Lấp: TS11 (chân thác Ngọc), TS12 (cầu bê tông thứ nhất), TS13 (cầu bê tông thứ hai).
   • Suối Thân: TS14 (vị trí 1, nước chảy từ hang núi), TS15 (vị trí 2), TS16 (vị trí 3).
   • Suối Cỏi: TS17 (vị trí 1, đường đi Tân Sơn), TS18 (vị trí 2, gần cầu bê tông), TS19 (vị trí 3, trước cửa hang).
3. Phương pháp nghiên cứu: Trình bày chi tiết phương pháp kế thừa tư liệu; các thao tác thực địa (đo đạc thủy lý hóa, mô tả nền đáy và sinh cảnh, thu mẫu định tính bằng Hand net/Pond net/kick sampling, thu mẫu định lượng bằng lưới Surber 50 x 50 cm); phương pháp phân loại hình thái trong phòng thí nghiệm; quy trình tính điểm BMWPVIET, chỉ số ASPT; phương pháp phân tích thống kê toán học và phần mềm Primer v.6.

Chương 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này tổng hợp các kết quả thực nghiệm đạt được theo 5 mục nội dung:

1. Đặc điểm sinh cảnh và thủy lý, hóa học: Phân tích các thông số nhiệt độ nước, pH, nồng độ oxy hòa tan (DO) và độ dẫn điện đo đạc tại 19 điểm thu mẫu qua các mùa; mô tả chi tiết độ che phủ rừng, tốc độ dòng chảy và cấu trúc nền đáy (đá tảng, sỏi cát, mùn bã hữu cơ).
2. Đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn:
   • Thành phần loài: Luận án xác định được 261 loài ĐVKXS cỡ lớn thuộc 194 giống, 94 họ và 15 bộ.
   • Phát hiện mới: Ghi nhận 15 loài và 6 giống mới cho khu hệ động vật Việt Nam (thuộc lớp Insecta và Gastropoda); 155 loài lần đầu tiên được ghi nhận tại VQG Xuân Sơn. Thống kê danh sách các loài đặc hữu Việt Nam xuất hiện tại khu vực nghiên cứu.
   • Cấu trúc thành phần: Phân tích cấu trúc phân loại theo từng ngành. Ngành Chân khớp (Arthropoda) chiếm ưu thế tuyệt đối về số lượng loài, giống, họ, trong đó lớp Côn trùng (Insecta) phong phú nhất với các bộ Ephemeroptera, Trichoptera, Hemiptera, Odonata, Coleoptera, Plecoptera, Diptera, Megaloptera, Lepidoptera; tiếp đến là ngành Thân mềm (Mollusca) gồm hai lớp Gastropoda và Bivalvia; ngành Giun đốt (Annelida) có số lượng loài thấp nhất. Tiến hành so sánh số lượng loài côn trùng nước ở VQG Xuân Sơn với các khu vực lân cận như Ba Vì, Hoàng Liên, Sa Pa, Bạch Mã, Pù Luông.
3. Đặc điểm phân bố:
   • Phân bố theo mùa: So sánh biến động số lượng loài, thành phần các lớp và mật độ cá thể trung bình giữa mùa mưa và mùa khô.
   • Phân bố theo sinh cảnh: Đánh giá số loài và mật độ cá thể trung bình qua 3 dạng sinh cảnh suối (SC1, SC2, SC3); phân tích chỉ số đa dạng Shannon-Wiener ($H'$) theo mùa, theo điểm thu mẫu và theo sinh cảnh.
   • Tương đồng và tương quan môi trường: Xây dựng ma trận đặc điểm sinh cảnh; phân tích độ tương đồng Bray-Curtis thể hiện qua sơ đồ cây và không gian đa chiều MDS; kiểm định ANOSIM so sánh sai khác thành phần loài giữa các sinh cảnh; phân tích BEST xác định tổ hợp yếu tố môi trường tác động mạnh nhất đến sự phân bố của quần xã ĐVKXS cỡ lớn.
4. Đánh giá chất lượng nước bằng SVCT: Thống kê số họ ĐVKXS cỡ lớn nằm trong bảng điểm BMWPVIET; tính toán điểm số BMWP và điểm trung bình ASPT tại 19 điểm thu mẫu trong giai đoạn 2013-2016; xác định mức độ ô nhiễm nguồn nước của từng đoạn suối từ nước sạch đến mức bẩn vừa.
5. Đề xuất giải pháp bảo tồn:
   • Xác định 3 nhóm nguyên nhân tác động xấu đến môi trường thủy vực: (1) Hoạt động canh tác nông nghiệp và xả thải sinh hoạt của dân cư tại chỗ; (2) Hoạt động thi công xây dựng đường giao thông, cầu cống, chỉnh trị bờ suối; (3) Hoạt động phát triển du lịch tự phát xả rác và gây xáo trộn dòng chảy.
   • Đề xuất 3 nhóm giải pháp bảo vệ: Tuyên truyền giáo dục nâng cao nhận thức cộng đồng; tăng cường quản lý bảo vệ rừng đầu nguồn và đa dạng sinh học suối; quy hoạch và kiểm soát hoạt động du lịch sinh thái theo định hướng bền vững.

Kết quả và những đóng góp mới

Những đóng góp mới của luận án

1. Về khoa học cơ bản:
   • Thiết lập danh mục thành phần loài ĐVKXS cỡ lớn ở hệ thống suối VQG Xuân Sơn gồm 261 loài, thuộc 194 giống, 94 họ và 15 bộ.
   • Ghi nhận mới cho khu hệ động vật Việt Nam 15 loài và 6 giống thuộc lớp Côn trùng (Insecta) và lớp Chân bụng (Gastropoda).
   • Ghi nhận bổ sung 155 loài lần đầu tiên có mặt tại khu vực nghiên cứu VQG Xuân Sơn.
   • Cung cấp cơ sở dữ liệu có hệ thống về cấu trúc quần xã, tính đa dạng ($H'$), biến động mật độ cá thể theo mùa, phân hóa theo sinh cảnh nền đáy và mối tương quan sinh thái giữa quần xã ĐVKXS cỡ lớn với các chỉ tiêu thủy lý, hóa học ở các hệ thống suối vùng núi đá vôi.
2. Về mặt ứng dụng và thực tiễn:
   • Lần đầu tiên áp dụng phương pháp quan trắc sinh học bằng SVCT (sử dụng hệ thống điểm BMWPVIET và chỉ số ASPT) để đánh giá phân vùng chất lượng nước hệ thống suối tại VQG Xuân Sơn.
   • Cung cấp căn cứ khoa học trực tiếp phục vụ công tác quy hoạch bảo tồn đa dạng sinh học thủy vực và giám sát chất lượng môi trường nước mặt cho Ban Quản lý VQG Xuân Sơn và các cơ quan quản lý tài nguyên địa phương.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

• Đẩy mạnh công tác tuyên truyền, phổ biến kiến thức bảo tồn môi trường nước cho cộng đồng địa phương (đặc biệt là đồng bào dân tộc Mường, Dao sinh sống trong vùng lõi và vùng đệm).
• Tăng cường tuần tra, kiểm soát hoạt động chăn thả gia súc tự do, sử dụng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật trong canh tác nông nghiệp ven suối.
• Giám sát chặt chẽ hoạt động xây dựng cơ sở hạ tầng giao thông nhằm hạn chế xói mòn, bồi lắng bùn cát làm suy thoái nền đáy suối.
• Quy hoạch phát triển du lịch sinh thái có kiểm soát tại các điểm trọng điểm (như thác Chín Tầng, thác Ngọc, hang suối), ngăn ngừa xả rác thải và can thiệp dòng chảy tự nhiên.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

• Địa bàn khảo sát của luận án chỉ tập trung vào hệ thống suối nước chảy nội tại VQG Xuân Sơn (19 điểm thu mẫu), chưa tiến hành điều tra các dạng thủy vực nước đứng khác (như ao, đầm, bồn trũng ngập nước) hoặc các nhánh suối xa ngoài vùng đệm.
• Việc phân loại một số nhóm ấu trùng côn trùng nước phụ thuộc chủ yếu vào đặc điểm hình thái học truyền thống, trong bối cảnh nhiều nhóm ấu trùng ở Việt Nam chưa được mô tả pha trưởng thành đầy đủ.
• Chuỗi số liệu khảo sát thực địa tập trung trong giai đoạn từ tháng 3/2013 đến tháng 3/2016.

Hướng nghiên cứu tiếp

• Tiếp tục mở rộng nghiên cứu sang các thủy vực nước đứng và lưu vực phụ cận của sông Vèo, sông Dày để hoàn thiện bức tranh khu hệ thủy sinh vật VQG Xuân Sơn.
• Ứng dụng bổ sung các kỹ thuật sinh học phân tử (như phân tích mã vạch DNA) kết hợp với nuôi nở cá thể trưởng thành để định loại chính xác các taxon ấu trùng Côn trùng nước còn nghi vấn.
• Thiết lập chương trình quan trắc sinh học định kỳ dài hạn dựa trên chỉ số ASPT để theo dõi diễn thế chất lượng nước suối trước áp lực gia tăng dân số và du lịch sinh thái.

Giá trị tham khảo

• Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên các ngành Thủy sinh vật học, Sinh thái học, Động vật học và Quản lý tài nguyên môi trường: Luận án là tài liệu tham khảo chi tiết về quy trình điều tra thực địa suối vùng núi, kỹ thuật thu mẫu định lượng bằng lưới Surber, phương pháp kick sampling và các bước ứng dụng phần mềm Primer v.6 (phân tích Bray-Curtis, MDS, BEST, ANOSIM).
• Đối với giảng viên và các nhà nghiên cứu: Cung cấp nguồn tư liệu định loại phong phú với các dẫn liệu so sánh khu hệ côn trùng nước vùng núi phía Bắc và hệ thống hóa thang điểm BMWPVIET ứng dụng trong đánh giá chất lượng nước ngọt.
• Đối với Ban Quản lý VQG Xuân Sơn, Chi cục Kiểm lâm tỉnh Phú Thọ và các nhà hoạch định chính sách: Luận án cung cấp danh mục kiểm kê loài thực tế cùng bản đồ hiện trạng phân hạng chất lượng nước suối, làm cơ sở khoa học để xây dựng phương án bảo tồn đa dạng sinh học và thẩm định tác động môi trường của các dự án phát triển du lịch, hạ tầng tại địa phương.

Câu hỏi thường gặp

1. Khu hệ ĐVKXS cỡ lớn tại hệ thống suối VQG Xuân Sơn có bao nhiêu loài và ghi nhận bao nhiêu phát hiện mới cho khoa học và khu hệ Việt Nam? Kết quả nghiên cứu của luận án đã xác định được tổng số 261 loài ĐVKXS cỡ lớn, thuộc 194 giống, 94 họ và 15 bộ. Trong đó, luận án ghi nhận mới cho khu hệ động vật Việt Nam 15 loài và 6 giống thuộc lớp Côn trùng (Insecta) và lớp Chân bụng (Gastropoda), đồng thời bổ sung 155 loài lần đầu tiên được ghi nhận tại VQG Xuân Sơn.

2. Luận án đã tiến hành thu thập mẫu vật tại bao nhiêu điểm và phân bố trên những con suối nào? Tác giả đã thiết lập 19 điểm thu mẫu (ký hiệu từ TS1 đến TS19) phân bố trên 7 hệ thống suối chính tại VQG Xuân Sơn, bao gồm: suối Xoan (TS1, TS2, TS7, TS9), suối Tân Ong (TS3, TS4, TS5), suối Hạ Bằng (TS6, TS10), suối Chiềng (TS8), suối Lấp (TS11, TS12, TS13), suối Thân (TS14, TS15, TS16) và suối Cỏi (TS17, TS18, TS19).

3. Thời gian khảo sát thực địa được thực hiện như thế nào và chia thành các đợt ra sao? Khảo sát thực địa thu mẫu diễn ra từ tháng 3/2013 đến tháng 3/2016 với tổng cộng 6 đợt, mỗi đợt kéo dài từ 5 đến 6 ngày. Trong đó có 3 đợt thuộc mùa khô (đợt 1: 21-25/3/2013; đợt 4: 21-26/3/2015; đợt 6: 19-24/3/2016) và 3 đợt thuộc mùa mưa (đợt 2: 25-30/8/2013; đợt 3: 23-28/8/2014; đợt 5: 20-25/8/2015).

4. Luận án sử dụng phương pháp và thang điểm nào để đánh giá chất lượng nước bằng sinh vật chỉ thị? Luận án sử dụng hệ thống tính điểm BMWPVIET (thích ứng cho Việt Nam) dựa trên các họ ĐVKXS cỡ lớn xuất hiện tại điểm thu và tính toán điểm số trung bình trên mỗi taxon (ASPT). Thang đánh giá quy định: Điểm 0 là nước cực kỳ bẩn; Điểm 1 - 2,9 là nước rất bẩn (Polysaprobe); Điểm 3 - 4,9 là nước bẩn vừa hay khá bẩn (α-Mesosaprobe); Điểm 5 - 5,9 là nước bẩn vừa (β-Mesosaprobe); Điểm 6 - 7,9 là nước bẩn ít hay tương đối sạch (Oligosaprobe); Điểm 8 - 10 là nước sạch.

5. Những nguyên nhân chính nào được luận án chỉ ra gây ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái suối tại VQG Xuân Sơn? Luận án chỉ ra ba nguyên nhân chính gồm: ảnh hưởng từ các hoạt động canh tác nông nghiệp (chăn thả gia súc tự do, sử dụng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật) và nước thải sinh hoạt của dân cư địa phương; ảnh hưởng từ việc xây dựng cơ sở hạ tầng giao thông bêtông hóa gây bồi lấp dòng chảy; và ảnh hưởng từ các hoạt động phát triển du lịch sinh thái tự phát gây ô nhiễm rác thải và xáo trộn sinh cảnh nước.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Nguyễn Thanh Sơn là công trình nghiên cứu chuyên sâu và có hệ thống đầu tiên về khu hệ động vật không xương sống cỡ lớn ở các thủy vực suối tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ. Nghiên cứu đã xác lập danh mục 261 loài thuộc 194 giống, 94 họ, 15 bộ, phát hiện 15 loài và 6 giống mới cho khu hệ động vật Việt Nam cùng 155 loài mới cho khu vực nghiên cứu. Thông qua việc kết hợp các chỉ số sinh thái đa biến và phương pháp tính điểm sinh học BMWPVIET/ASPT, tác giả đã làm rõ cấu trúc phân bố không gian - thời gian của quần xã và đánh giá khách quan hiện trạng môi trường nước mặt. Những dữ liệu và giải pháp được đề xuất trong luận án là cơ sở khoa học trực tiếp hỗ trợ công tác quản lý, quan trắc và bảo tồn đa dạng sinh học hệ sinh thái suối tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐVKXS CỠ LỚN NƯỚC NGỌT TRÊN THẾ GIỚI 1. Nghiên cứu về đa dạng sinh học ĐVKXS cỡ lớn Những năm cuối thế kỷ XX, trong khi phần lớn các nhóm ĐVKXS nước ngọt đã được quan tâm nghiên cứu như Thân mềm chân bụng (Gastropoda), Thân mềm hai mảnh vỏ (Bivalvia), Giáp xác (Crustacea)…, nhóm Côn trùng nước (Insecta) vẫn còn là đối tượng ít được chú ý đến.

Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã đi sâu nghiên cứu nhóm này. Kết quả nghiên cứu của McCafferty (1983) cho thấy, côn trùng nước có 11 bộ sống ở nước trong một giai đoạn của vòng đời hay cả vòng đời, bao gồm: Phù du (Ephemeroptera), Chuồn chuồn (Odonata), Cánh úp (Plecoptera), Cánh nửa (Hemiptera), Cánh rộng (Megaloptera), Cánh vảy (Lepidoptera), Cánh cứng (Coleoptera), Cánh lông (Trichoptera), Hai cánh (Diptera), Cánh gân (Neuroptera) và Cánh màng (Hymenoptera) [96]. McCafferty (1983) cũng đã xây dựng khoá định loại côn trùng nước đến họ của 10 bộ côn trùng nước với tổng cộng 139 họ. Trong đó, Ephemeroptera: 17 họ, Odonata: 11 họ, Plecoptera: 9 họ, Hemiptera: 17 họ, Megaloptera: 2 họ, Lepidoptera: 4 họ, Coleoptera: 24 họ, Trichoptera: 18 họ, Diptera: 36 họ và ít nhất là Neuroptera chỉ có 1 họ.

Tác giả cũng dự đoán số lượng loài côn trùng nước tại Bắc Mỹ như sau: Ephemeroptera có 700 loài, Odonata: 450 loài, Plecoptera: 500 loài, Hemiptera: 400 loài, Megaloptera: 50 loài, Lepidoptera: 50 loài, Coleoptera: 1.500 loài và Neuroptera: 6 loài [96]. Ở Bắc Mỹ, Merritt và Cummins (1996) đã phân loại đến giống côn trùng nước. Công trình nghiên cứu này đã đưa ra hệ thống phân loại các nhóm côn trùng ở nước, thuộc các bộ Trichoptera, Diptera (các họ Chironomidae, Simuliidae, Culicidae và Tipulidae), Collembola và Orthoptera sống ở nước [97]. Morse và cộng sự (1994) đã xây dựng các khoá định loại các bộ côn trùng nước ở Trung Quốc đến giống và nghiên cứu sử dụng chúng để đánh giá chất lượng 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] nước các thủy vực nước ngọt dựa vào sự có mặt của từng nhóm.

Trong đó, bộ Ephemeroptera có 10 họ, Odonata: 17 họ, Plecoptera: 9 họ, Hemiptera: 16 họ, Megaloptera: 2 họ, Lepidoptera: 1 họ, Coleoptera: 40 họ, Trichoptera: 19 họ, Diptera: 30 họ và Neuroptera: 3 họ. Đồng thời, các tác giả đã xây dựng khoá định loại tới giống của các bộ, họ côn trùng nước với nhiều đặc điểm phân loại và hình vẽ minh họa [98]. Về Thân mềm (Mollusca) có thể kể đến các công trình của Brandt (1974). Tác giả đã mô tả 283 loài Chân bụng (Gastropoda) và 97 loài Hai mảnh vỏ (Bivalvia) ở Thái Lan kèm theo các khóa định loại đến giống, loài, hình vẽ và phân bố của chúng [46].

Panha và Burch (2004) đã thống kê được hơn 150 loài Gastropoda và Bivalvia ở Ma-lai-xi-a, trong đó có 6 bộ và 20 giống Gastropoda; 5 bộ và 12 giống Bivalvia [128]. Về lớp Bivalvia trên thế giới, Bogan (2008) đã xác định có ít nhất 19 họ thuộc 3 phân lớp Bivalvia sống ở nước ngọt, bộ Unioniformes có 6 họ, 180 giống và 800 loài sống trong môi trường nước ngọt [44]. Về giáp xác cỡ lớn (tôm, cua), có các công trình mô tả nhiều giống và loài mới như: Yeo và Naiyanetr (1999) đã mô tả 3 giống cua mới ở Bắc Lào cùng với những lưu ý về loài Potamiscus (Ranguna) pealianoides Bott, 1966 (Crustacea, Decapoda, Brachyura, Potamidae) [156]. Yeo và cộng sự cũng đã mô tả 1 giống cua mới thuộc họ Potamidae ở Thái Lan vào năm 2000 [157], 1 loài cua mới thuộc giống Esanthelphusa tại Lào vào năm 2004 [160] và 3 loài cua mới thuộc giống Hainanpotamon tại Trung Quốc, Việt Nam và Lào vào năm 2007 [158].

Hanamura và cộng sự (2011) đã nghiên cứu về giống Macrobrachium Bate, 1868 thu được từ hệ thống sông của Lào đã ghi nhận được 4 loài mới cho khoa học và 11 loài mới cho Lào. Các tác giả cũng chứng minh mối liên hệ giữa các loài thuộc giống này có quan hệ gần với khu hệ tôm nước ngọt Bắc Việt Nam [75]. Nguyen Van Xuan (2012) đã mô tả loài tôm mới thuộc giống Macrobrachium thu được từ hồ Tonle 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Tác giả cũng ghi nhận tầm quan trọng về giá trị kinh tế và nơi sống của loài này [113].

Từ năm 2003, Ủy ban sông Mê Kông đã tiến hành chương trình quan trắc ĐDSH ở nhiều khu vực khác nhau trên lưu vực sông Mê Kông như Thái Lan, Lào, Căm-pu-chia và Việt Nam. Năm 2007, chỉ tính riêng kết quả nghiên cứu ở vùng hạ lưu, với 20 ĐTM, về ĐVKXS cỡ lớn sống đáy, đã thu được 79 taxon. Trong đó, Côn trùng là nhóm giàu loài hơn cả, gặp ở tất cả các ĐTM. Tiếp đến là các đại diện của ngành Thân mềm gặp ở 18 ĐTM.

Lớp Giun ít tơ (Oligochaeta), trong đó chủ yếu là hai họ Tubificidae và Naididae gặp ở 15 ĐTM. Kết quả nghiên cứu còn cho thấy ấu trùng Chironomidae là họ phân bố rộng hơn cả, đã thu được đại diện của họ này ở tất cả các ĐTM [151, 152]. Các kết quả nghiên cứu của chương trình này đã xây dựng các khóa định loại ĐVKXS ở nước thuộc lưu vực sông Mê Kông. Đây là những tài liệu cần thiết cho công tác định loại ĐVKXS nước ngọt ở Việt Nam cũng như các nước lân cận.

Trong đó, đặc biệt quan trọng là tài liệu “Định loại ĐVKXS nước ngọt của sông Mê Kông và vùng phụ cận” của Sangpradub và Boonsoong [137]. Từ năm 2002 đến năm 2008, một dự án quan trọng mang tính toàn cầu “Đánh giá ĐDSH động vật nước ngọt” (FADA) nhằm đánh giá tổng quan về mức độ ĐDSH ở bậc giống và loài động vật trong các hệ sinh thái nước ngọt trên thế giới [40] đã được thực hiện bởi 163 nhà khoa học trên thế giới với nhiều bài báo đã được công bố như: Yeo và cộng sự (2008) (Crustacea: Decapoda: Brachyura) [161], De Grave và cộng sự (2008) (Crustacea: Decapoda: Caridea) [68], De Moor và Ivanov (2008) (Insecta: Trichoptera) [69], Wagner và cộng sự (2008) (Insecta: Diptera) [152], Kalkman và cộng sự (2008) (Insecta: Odonata) [89], Barber-James và cộng sự (2008) (Insecta: Ephemeroptera) [43], Polhemus và Polhemus (2008) (Insecta: Heteroptera) [135]. với sự tài trợ của nhiều tổ chức như: Tổ chức Bảo tồn ĐDSH (CBD), Trung tâm nghiên cứu khoa học Quốc gia Pháp (CNRS). Kết quả nghiên cứu cho thấy đã mô tả 125.531 loài động vật nước ngọt, chiếm 9,5% tổng số loài 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] động vật được công nhận trên toàn cầu (1.

Trong đó, Insecta chiếm ưu thế với: 75.4%), động vật có xương sống: 18.998 loài (chiếm 4%), tiếp đến là Rotifera: 1.297 loài, chiếm 1%), và số ít là Collembola và các nhóm khác như Bryozoa, Tardigrada [41]. Tài liệu cũng đã cho thấy trong số 11.990 loài Crustacea thuộc 1. Branchiopoda (9%), Isopoda (8%), Branchiura và Mysidacea chiếm 2% và một số ít loài thuộc Cumacea, Tanaidacea, Spelaeogriphacea và Thermosbaenacea. Ngành Mollusca với 4.998 loài, trong đó Gastropoda chiếm khoảng 80%, còn lại 20% là Bivalvia [41].

Đối với Insecta, trong số 75.874 loài, Diptera, Coleoptera và Trichoptera là các nhóm chiếm ưu thế với tỷ lệ tương ứng là 43%, 18% và 15%. Các bộ khác như Heteroptera (6%), Plecoptera (5%), Odonata (7%) và Ephemeroptera (4%) [41]. Các kết quả đánh giá ĐDSH động vật nước ngọt toàn cầu còn được thể hiện theo từng nhóm chuyên môn công bố trên tạp chí Hydrobiologia (2008) với hơn 50 bài báo khoa học [40]. Các kết quả nghiên cứu này đã thống kê hiện trạng ĐDSH động vật ở nước ở các bậc phân loại khác nhau cùng với vùng phân bố của chúng.

Đây là những công trình có giá trị, góp phần quan trọng vào công tác nghiên cứu phân loại học và địa động vật học động vật nước ngọt, đặc biệt là ĐVKXS. Nghiên cứu về phân bố của ĐVKXS cỡ lớn Các nghiên cứu về phân bố của quần xã ĐVKXS nước ngọt, thường sử dụng các phần mềm để xử lý số liệu nhằm xác định đặc tính cấu trúc, phân bố và mối liên quan giữa quần xã sinh vật với các yếu tố môi trường như pH, nhiệt độ, độ cao và thành phần vật chất tầng đáy. 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Voigts (1976) đã tiến hành nghiên cứu mối tương quan giữa ĐVKXS ở nước với sự thay đổi của các loài thực vật trong một số đầm lầy thuộc bang Iowa, Mỹ. Kết quả nghiên cứu cho thấy, mức độ phong phú của ĐVKXS tăng lên khi chuyển từ sinh cảnh ưu thế là thực vật nổi sang sinh cảnh ưu thế là thực vật ngập nước, nhưng mức độ phong phú cao nhất đạt được tại khu vực có xen kẽ cả thực vật nổi và thực vật ngập nước [150].

Đặc điểm sinh cảnh của một dòng suối thường thay đổi dọc theo độ dốc của suối và có ảnh hưởng đến sự phân bố của ĐVKXS cỡ lớn (Vannote et al. Các yếu tố này có thể bị ảnh hưởng bởi các tác động khác nhau của con người (ví dụ: sự điều chỉnh dòng chảy, Ward & Stanford, 1983) [153]. Các tác giả còn nhận thấy: Thành phần loài ĐVKXS cỡ lớn cũng có sự thay đổi giữa thượng lưu, trung lưu và sông lớn, điều này có liên quan với sự thay đổi của môi trường dòng chảy, ví dụ: Một dòng suối chảy ra sông qua một khu rừng lá rụng với tán cây nhô ra dày đặc thường có một lượng lớn ĐVKXS cỡ lớn chuyên ăn lá rụng, nhưng cũng với dòng suối trên chảy qua đồng cỏ lại ưu thế bởi các loài sinh vật bám quanh rễ thực vật thủy sinh [153]. Một số nghiên cứu khác cũng chỉ ra rằng kích thước hạt và thành phần hữu cơ trong trầm tích đáy có mối tương quan chặt chẽ và đáng kể đối với sự phân bố, mức độ phong phú và kích thước trung bình của các nhóm ĐVĐ.

Kết quả nghiên cứu của Cole và Weigmann (1983) về mối tương quan giữa các loài thuộc họ Tubificidae và Chironomidae và trầm tích đáy hồ Erie và vịnh Saginaw (hồ Huron) cho thấy mức độ phong phú và kích thước của các loài ĐVĐ này lớn nhất ở những khu vực giàu phù sa và đất sét và nghèo nhất ở những khu vực nghèo chất hữu cơ. Mối tương quan giữa mức độ phong phú và kích thước của các loài ĐVĐ này chịu ảnh hưởng đáng kể của thành phần hạt có trong trầm tích. Kích thước và thành phần hữu cơ trong lớp trầm tích có thể coi là chỉ số đáng tin cậy đối với sự phát triển của ĐVĐ trong những khu vực có sự trao đổi chất tốt [66]. 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Grapentine và Rosenberg (1992) đã tiến hành các nghiên cứu tác động của độ axit trong nước tự nhiên đối với sự phân bố loài Hyallela azteca trong các thủy vực ở phía Tây Bắc Ontario.